基于移动窗卡尔曼滤波算法的结构响应重构

作者：张笑华; 吴志彪; 吴圣斌; 黄梅萍

来源：振动与冲击, 2021, 40(21): 90-105.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2021.21.013

• 噪声方差未知
• 卡尔曼滤波(KF)算法
• 移动窗
• 有限测点
• 响应重构

为了克服传统卡尔曼滤波(Kalman filter, KF)算法在重构结构未测点响应时,需要已知测量噪声方差和过程噪声方差以及需假定二者为恒值的问题,提出了一种基于移动窗卡尔曼滤波(moving-window Kalman filter, MWKF)算法的结构响应重构方法。该方法的特点在于:无需预先按经验设定测量和过程噪声方差值,利用移动窗技术,首先实时估计二者的数值,然后基于KF算法,利用有限测点的响应信息重构结构未安装传感器位置的响应。以一个平面单跨框架结构为例进行数值模拟和试验分析。分析结果表明:该方法能有效地实时估计测量噪声方差和过程噪声方差,未测点的重构动力响应时程与计算响应时程或者测量响应吻合良好。

• 单位
  福州大学; 土木工程学院